JP2004341531A - 維持放電のマトリクス起動によるプラズマディスプレイの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイの輝度と発光効率を有意に改善する。
【解決手段】プラズマディスプレイは、一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域を有する。前記方法は、前記領域の役目を果たす各一対の電極間での電圧パルスV_Sの適用と、トリガー電極（X_A）と前記領域の役目を果たす各一対の電極のうちの一方及び／又は他方との間での1μs未満の持続時間τ_Mのトリガー電圧パルスV_Mの適用とからなる、放電領域の維持フェーズをそれぞれ有する画像フレーム／サブフレームの連続からなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像を表示するプラズマディスプレイを駆動する方法に関するものであり、それぞれ一対の共面維持電極とアドレス電極との交点に位置する放電領域を有し、前記方法は、それぞれリセットフェーズと、ディスプレイ放電領域を選択的に活性化するアドレスフェーズと、放電領域を維持するフェーズを有する画像フレーム／サブフレームの連続を有し、前記維持フェーズは、
−トリガーパルスの作用のもとで、内部で活性化された放電の領域においてのみ、電極間のプラズマ放電を引き起こすように設計された一対の電極間での維持電圧パルスの適用と、
−前記維持パルスと同期して、一対の電極の１つとアドレス電極との間で前記放電を起動するように設計されたトリガー電圧パルスの適用と
からなる。

米国公開公報US2002/0030645は、１つは前面で、１つは背面である、２つの平面パネルからなり、特にパネル間に設置されたバリアリブ（barrier rib）用いて放電領域に区切られ、放電ガスで充填された空間をその間に封じ込めた従来のACプラズマ蓄電ディスプレイに適用される方法について説明する。前面パネルは、蓄電効果を提供する誘電レイヤに変換される２列の共面維持電極からなり、その列の１つの各電極は、他の列の電極と対を形成する。背面パネルは、維持電極と垂直方向のアドレス電極の列からなり、それ故に、この従来の構成において、各放電領域は３つの電極からなる。

維持フェーズの間に各セル内で米国公開公報US2002/0030645に記載された方法により駆動する際に、パネル間のガス充填空間内に形成されたマトリクス放電は、同じパネルに実装された電極間に形成された共面放電をより長く起動する。

他の文献は、共面維持放電がマトリクス放電により起動されるアナログ駆動方法について説明する。米国特許US5,962,983又は米国特許US6,376,995がその例として引用される。SIDの国際シンポジウムの間の2003年5月22日に公開された瀬尾他（富士通Lab.）による“新しい維持波形を用いたDelTAセル構成を備えた極めて発光効率の良いAC-PDP（Highly luminous-efficient AC-PDP with DelTA Cell structure using new sustain waveform）”という題名の文献（SID Vol.34/1、137-139ページ、XP001171716）は、トリガー電圧パルスが非常に短い150nsのオーダーである駆動方法について説明する。

米国特許US6,184,848は、同じパネル上に実装された３つの共面電極列からなるディスプレイに適用されるアナログ駆動方法について説明する。他のパネルは、前述の通り、アドレス電極の列を有し、それ故に各セルは４つの電極からなり、その３つが共面であり、第１の共面電極はトリガーのみのためであり、第２のものはトリガーと維持の双方のためであり、第３のものは維持のみのためである。従って、各セル内で、相対的に相互に近接している最初の２つの共面電極間のトリガー領域又は“狭間隔”の領域と、更に離れている最後の２つの共面電極間の放電拡張領域又は“広間隔”の領域は、相互に区別される。

前記ディスプレイのうちのいずれか１つに適用される駆動方法は、維持電極を離す間隔が広くても、維持パルスの電圧を増加させる必要なしに、一対の維持電極間で放電が起動されることを可能にする。特に、前記電極間で得られる顕著に長い放電のため、前記の駆動方法は、共面維持電極を備えたプラズマディスプレイの発光効率が有意に改善されることを可能にする。

実際に、プラズマ放電において、陽光柱又は擬似陽光柱のエネルギー効率は負グローのエネルギー効率より高く、そのため、前記擬似陽光柱の方法で安定的な動作を可能にするプラズマディスプレイ構成を設計することと、前記ディスプレイの駆動方法を用いることについて関心が集まる。しかし、３つの電極を用い、前述の駆動方法を備えた従来のディスプレイ構成において、共面電極間の間隔を単に増加させることにより陽光柱プラズマを得ることは、発光効率の有意な増加をもたらさない。以下に説明されるが、狭間隔の放電のエネルギー効率より高いエネルギー効率を備えた広間隔の放電を実施する困難性は、放電構成の機構と、前記電極に適用される電気信号との間の密接な相関関係によって説明することができる。
米国公開公報US2002/0030645 米国特許US5,962,983 米国特許US6,376,995 米国特許US6,184,848 瀬尾他、"Highly luminous-efficient AC-PDP with DelTA Cell structure using new sustain waveform"、（SID Vol.34/1、137-139ページ、XP001171716）

本発明の本質的な目的は、特にマトリクス放電を用いて共面放電を起動することにより駆動される際に、プラズマディスプレイの共面放電の発光効率を好ましく改善することである。

そのため、本発明の対象は、画像を表示するプラズマディスプレイを駆動する方法であり、維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、一対の維持電極と少なくとも１つのトリガー電極でそれぞれ交差した放電領域とを有し、前記方法は、前記領域の役目を果たす各一対の電極間でのほぼ一定の維持電圧パルスV_Sの適用と、トリガー電極と前記領域の役目を果たす各一対の電極のうちの一方及び／又は他方との間でのトリガー電圧パルスV_Mの適用とからなる放電領域の維持フェーズをそれぞれ有する画像フレーム／サブフレームの連続からなり、電圧V_Mは、前記一対の電極間でプラズマ放電を起動するように設計され、各トリガーパルスの持続時間τ_Mは1μs未満である。

実際に、各維持パルスは、立ち上がりと、持続時間τ_Pのほぼ一定の電圧の水平域V_Sと、立下りとからなる。好ましくは、トリガーパルスの持続時間τ_Mは、維持パルスの持続時間τ_P未満である。

トリガーパルスは、それを直接トリガー電極に適用することにより、又は維持パルスに相補パルスを重ねることで、維持の一対の各電極に対してトリガー電極の電位を一定に保持することにより得られることができる。

本発明の第１の実施例によると、維持電圧V_Sは、値V_S-min以上であり、その値から及びその値を超えて、維持放電が維持フェーズの間にトリガーパルスなしにディスプレイで得られることができる。維持パルスの電圧の水平域V_Sの持続時間がτ_Pで表され、トリガーパルスの開始とトリガー電極（X_A）の放電電流が０になる時との間の時間間隔がτ_Cで表される場合、50ns≦τ_C≦150nsであり、好ましくは、
− τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μs
− 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μs
− τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200ns
である。

本発明により、ディスプレイの発光性能と放電効率が有意に改善される。

トリガー電極の電流が０になる時は、一対の維持電極間の放電の継続の始まりと、トリガー電極により行われる接続の役割の終わりに対応する。

この方法でトリガーパルスを適用することにより、維持放電が早発に起動され、その強度と効率が有意に改善される。明らかに、電圧V_Mはこの早発の起動を達成し、トリガーパルスがないときに得られるものと同じ放電の“自発的な”起動を回避するように設計されるべきである。

本発明の第２の実施例によると、維持電圧V_Sは、V_S-min未満であり、その値から及びその値を超えて、維持放電が維持フェーズの間にトリガーパルスなしにディスプレイで得られることができ、次に各トリガーパルスが維持パルスの間に適用される。本発明により、ディスプレイの発光性能と放電効率が有意に改善される。

この場合、トリガーパルスの適用のみが、放電領域内で維持放電の開始を引き起こすことを可能にする。維持パルスは、それ自体では一対の電極間で放電を開始するのに不十分であり、トリガーパルスは、維持パルスと組み合わせて前記放電を起動するように設計される。

本発明によると、各トリガーパルスは、維持パルスの立ち上がりの終わりの後に始まり、前記維持パルスの立下りの始まりの前に終了する。このように、良い発光効率を有する安定的な放電が得られる。

好ましくは、維持パルスの持続時間がτ_Pで表され、維持パルスの水平域の開始と対応するトリガーパルスの開始との間の時間間隔がτ_Rで表される場合、
− τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
− 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
− τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200nsかつτ_R＜100ns
である。

‘維持パルスに対応するトリガーパルス’は、前記維持パルスの間に維持放電を起動するパルスを意味する。

好ましくは、τ_P＜1.2μsの場合、τ_Rはほぼ０である。

このようにトリガーパルスを適用することにより、維持放電の強度と効率が有意に改善される。

好ましくは、トリガーパルスの開始の時T_Mと、前記トリガーパルスにより起動された維持放電のピークの発光の時T_I-maxとの間の時間間隔がτ_I-maxで表される場合、τ_M＜τ_I-maxである。

このように放電のピークの電流又は光度の前にトリガーパルスを終了させることにより、前記放電の効率と強度が同様に改善される。

第１の実施例によるものであれ、第２の実施例によるものであれ、好ましくは、維持フェーズの間の２つの連続した維持パルスの間に電圧の水平域は存在しない。

‘電圧の水平域’は、一般的に10nsより大きい有意な持続時間の時間間隔を意味し、その間に多様な対の電極間の電圧はほぼ一定であり、特に０である。維持パルスの間の０のレベルの電圧の水平域を回避することにより、放電領域を自ら消去するリスクが制限され、十分な蓄電効果が持続され、ディスプレイ内の放電の安定性が改善される。

各フレーム／サブフレームはまた、各維持フェーズの前に、ディスプレイの放電領域を選択的に活性化するアドレスフェーズを一般的に有し、トリガーパルスは、活性化前の放電領域のみにおいて維持パルスと組み合わせて放電を起動するように設計される。

各フレーム／サブフレームはまた、各アドレスフェーズの前に、放電領域のリセットフェーズを一般的に有する。前記リセットフェーズは、通常は充電準備動作と充電消去動作を有する。

本発明の他の対象は、画像を表示する装置であって、
−維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、一対の維持電極と少なくとも１つのトリガー電極でそれぞれ交差した放電領域とを有するプラズマディスプレイと、
−本発明による駆動方法を実施する手段と
を有する。

好ましくは、プラズマディスプレイは、１つ以上の以下の特徴を有する。
−トリガー電極が、アドレスフェーズにも用いられる。
−各領域内の同じ対の維持電極を離す距離が、その同じ領域内の前記対の一方及び／又は他方の電極からトリガー電極を離す距離より大きい。そのような構成は、いわゆる‘広間隔’の維持放電を作ることが可能であり、各一対の維持電極を離す距離は、好ましくは500μm以上である。
−各維持電極の幅が、150μm以下である。維持電極の狭い幅にもかかわらず、本発明によるトリガーパルスで維持放電を起動することにより、高い発光効率を提供する延長された陽光柱プラズマ放電が得られる。有利なことに、この狭い幅は、光度の有意な損失をすることなく、前記電極がアルミニウムのような不透明導電性材料で構成されることを可能にする。前記不透明材料は、前記電極に一般的に使用されるITOのような透明導電性材料より安価である。
−放電領域が、トリガー列からの何らかの２つの隣接したトリガー電極がバリアリブ（barrier rib）で分離されるように配置されたバリアリブ（barrier rib）で区切られる。

本発明により、ディスプレイの発光性能と放電効率が有意に改善される。

本発明は、非限定的な例として図面を参照して提示される以下の説明を読むことでより良く理解される。

タイミング図を示す図は、比率が関係する場合に明白でない特定の詳細をより明確に示すために、何らかの値の尺度を考慮に入れていない。

図１と２を参照すると、本発明による駆動方法が適用されるプラズマディスプレイは、１つは前面で、１つは背面である、２つの平面パネルからなり、ここでは150μmの厚さの放電ガスで充填された空間をその間に封じ込める。前面パネルは、誘電レイヤでコーティングされた２つの共面維持電極列を有し、その列の１つの各電極Y_Sは、他の列の電極Y_ASと対を形成する。背面パネルは、維持電極と垂直方向のアドレス電極X_Aの列を有する。パネル間には放電領域にパネルの間の空間を区切るバリアリブ（barrier rib）の列があり、維持電極の各一対の間にバリアリブ（barrier rib）が存在し、各アドレス電極の間にもバリアリブ（barrier rib）が存在する。従って、ディスプレイの各放電セル又は領域は、パネルとバリアリブ（barrier rib）で境界をつけられる。

プラズマディスプレイの１つの可能性のある変形形態によると、維持電極の対の間にバリアリブ（barrier rib）が存在しない。

同じ一対の共面電極を離す距離又は間隔D_Cは、交点でアドレス電極から前記電極を離す距離より大きく、それ故に、ここでは共面間隔D_Cは500μmであり、放電ガスの厚さ又はマトリクス間隔D_Mは150μmである。

ここで、各共面維持電極の幅L_{E_S}は、ほんの約127μmであり、マトリクス起動のない従来の共面ディスプレイではそれは一般的に更に大きい。この従来のディスプレイでの更に大きい幅の理由は、放電の継続のためのより大きい領域を提供するためである。

ディスプレイの背面パネルとバリアリブ（barrier rib）の側面は、放電からの紫外線による励起のもとで表示される画像の多様な主要な色彩を発する蛍光体でコーティングされている。図１は、ディスプレイの１つのピクセルを形成する異なる色彩、すなわち赤と緑と青の３つのセルを示している。

ここで、２つの隣接する列のセル間の間隔又は２つの対の電極間の距離は1080μmである。

全ての数値は一例として挙げられたものであり、本発明の範囲を限定するものとしてみなされるべきではない。

以下にわかるように、各一対の電極Y_ASのうちの１つは、アドレス電極としても用いられる。

動作中のプラズマディスプレイの画像の形成は、活性化され又は活性化されない放電領域の走査又はサブ走査の連続による従来の方法でもたらされる。図３を参照して、各走査又はサブ走査は以下の連続的なステップからなる。
−“準備”として知られる充電均等動作と充電消去動作からなる放電領域のリセットステップP_R。前記動作は、従来は直線ランプの形式で電圧信号を適用することで達成されている。
−放電領域で相互に交差するアドレス電極Y_AS、X_Aとの間に少なくとも１つの電圧パルスを適用することにより、活性化される放電領域の誘電レイヤの一部に電荷を帯電することを目的とする選択的なアドレスステップP_A。前記帯電は、放電領域の活性化に対応する。
−前記共面電極の間に位置し、活性化前の状態にある放電領域のみで発光放電E_Cの連続を引き起こすように、交互の電圧パルスV_Sの連続が維持の対の共面電極Y_S、Y_ASの間に適用され、トリガーパルスV_Mの連続が前面パネルの電極Y_Sと背面パネルのアドレス電極X_Aとの間に適用される非選択的な維持ステップP_S。

以下にわかるように、非選択的な維持ステップP_Sの間に維持放電を起動するために用いられるものがアドレス電極X_Aである。従って、前記アドレス電極はまた、トリガー電極でもある。プラズマディスプレイの変形形態によると、前述の米国特許US6,184,848にあるように、アドレスの列と異なるトリガー電極の特定の列が起動に用いられ得る。

図３は、維持及びアドレス電極Y_ASに適用されるものと、維持電極Y_Sのみに適用されるものと、各セル内で維持及びアドレス電極Y_ASと交差するアドレス電極X_Aに適用されるものの３つの電圧パルスのタイミング図を示したものである。このタイミング図は、プラズマディスプレイの同じ走査又はサブ走査の周期に属する前述のフェーズの連続を表したものである。

本発明のはじめに前記のいわゆる‘広間隔’構成における共面維持放電の動作を説明するために、ディスプレイの放電領域に適用される単一の半期の維持信号τ_S/2が検討される。前記半期は単一の維持パルスのみを有し、前記半期の間に、
−電極Y_Sが陰極としてみなされ、前記電極に適用される電位V_YASは一定の０であり、それ故に、前記電極によって引き出される電流I_YASは負又は０である。
−電極Y_Sが陽極としてみなされ、前記電極に適用される電位V_YSは維持パルスの水平域の持続時間τ_Pの間に値V_Sに到達し、それ故に、前記電極によって引き出される電流I_YSは正又は０である。
−アドレス電極X_Aが電極Y_ASに関して陽極としてみなされ、前記電極に適用される電位V_XAはトリガーパルスの持続時間τ_Mの間に値V_M＜V_Sに到達し、この周期外で０である。前記電極によって引き出される電流がI_XAで示される。

共面電極Y_S、Y_AS又は行は、列のうちの少なくとも１つについて行（又はライン）のドライバを介して、維持パルス生成器、又はリセット生成器、若しくはアドレスバイアス生成器により供給され、前記行のドライバは、前記列の各維持電極が前記生成器のいずれか１つに接続されること又は接続されないことを可能にする。

アドレス電極X_A又はカラムは、カラムのドライバを介して、アドレスパルスV_X生成器又はトリガーパルスV_M生成器により供給され。前記カラムのドライバは、各アドレス電極が前記生成器のうちのいずれか１つに接続されること又は接続されないことを可能にする。

図４Ａに示す通り、V_S=200VかつV_M=100Vとすると、（任意のユニットで）図４Ｂに電流が示されている共面放電が得られる。電圧V_Sは、共面放電がV_M=0Vで得られることを可能にする最小の維持電圧V_S-minより低く選択される。従って、V_S=200VかつV_M=0Vとすると、共面放電は得られない。

ここで、示された例において、維持パルスの水平域の持続時間τ_Pは約2500nsであり、トリガーパルスの水平域の持続時間τ_Mは約600nsである。

各維持パルスは、ここでは０である基準電圧レベルから始まる立ち上がりと、一定の電圧レベルV_Sの水平域と、基準電圧レベルに戻る立下りとからなる。示された例によると、トリガーパルスは、立ち上がりの終わりのほぼ直後に始まり、維持パルスの立ち上がりの終わりとトリガーパルスの始まりとの間の時間遅延がτ_Rで示される。

図４Ｂは、電極に図４Ａの信号を適用する際に得られる共面放電の電流I_YSを示したものである。前記電流は、時間T_M1で起動される第１の放電の間に正であり、その間に電極Y_Sは陽極としての役割をする。前記電流は、時間T_M2で起動される第２の放電の間に負であり、その間に前記電極は陰極としての役割をする。

図５Ａは、セルの３つの電極について、トリガーパルスの適用の間とその直後に、時間の関数として電流の進展を示したものである。この図において、図４Ｂの第１の電流のピークI_YSは、時間T_{I_max}に位置付けられることがわかる。それ故に、このピークに対応する放電が、トリガーパルスの終わりの後に同じ電位（０）に戻る電極Y_ASとX_Aの間に、パネル間、換言するとマトリクスで開始する。このステップにおいて、図５に示される通り、I_XA=-I_YASである。従って、陽極Y_Sとの接続まで、放電が展開してセルの中央に向かって背面上に広がる。最初はマトリクスにあり、その後共面にある前記放電は、３つの段階に時間で分割される。すなわち、マトリクス放電の開始と、前記放電の共面陽極との接続と、共面放電の展開である。この形式の放電は、多様な電極を覆う誘電レイヤの領域間の電荷の移動に対応し、最終的には、新しい放電が同じ段階に続いて起動され得る新しい電荷の均衡点になる。前記放電の連続は、非選択的な維持ステップP_Sを形成する。

時間の始点T=0を過渡現象の始まり又は共面電極間に適用される維持信号の立ち上がりとすると、３つの放電段階及び得られた均衡点が、次に詳細に示される。
１．時間間隔0＜T＜T_Eは、マトリクス放電の開始フェーズに対応する。このフェーズの間に、パネル間の空間の各側に相互に向かい合って配置された電極Y_ASとX_Aの電流において、時間T_Eでの電極X_Aのピーク電流I_XAまで増加がある。
２．T_CがI_XAが０になる時間である場合、時間間隔T_E≦T＜T_Cは、陽極Y_Sとの接続まで、セルの中央に向かう前記放電の継続に対応する。
この最初の２つの間隔１と２の間に、マトリクス放電の開始と、共面陽極Y_Sと前記放電の接続とをカバーし、アドレス電極X_Aに転送される全ての（負の）電荷は、

である。図５Ａの曲線から、前記２つの時間間隔の間に、接続の役割をする電極X_Aを介して、（I_YS≠0であるため）共面電極Y_ASとY_Sの間で電荷の移動Q_Cが開始することが推論できる。
３．時間T=T_Cの時に、共面放電が確立される。このときに、電極X_Aはもはや接続の役割をせず、前記電極の電流は０である（I_XA=0）。この時間の後に（T＞T_C）、電極Y_ASとY_S（陰極−陽極）の間で電荷を直接移動することによって共面放電が展開する。電荷X_Aは、正の（イオンの）電荷の移動と同じである中間の陰極の役割をする。

全ての放電の間に共面電極間で移動した全ての電荷は、

であり、T_Tは、全放電時間を表し、換言すると、トリガーパルスの始まりと全ての電極の電流が０又はほぼ０になる共面放電の終わりとの間の時間間隔を表す。従って、放電の終わりの時にI_XAとI_YSとI_YASは０又はほぼ０であり、換言すると、実際には1μAより低く、I_YSとI_YASについては放電中のI_YSとI_YASの最大値の1%より低い。前述の通り、T_I-maxは共面放電のピークの電流の強度又はピークの放出の時である（図５参照）。
４．検討中のセルの放電の終わりの後と、トリガーパルスの終わりの後に得られる新しい電荷の均衡点が、図５に示される。
−電極に適用される電位は、V_YAS=V_XA=0、V_YS=V_Sである。
−セルの内部の誘電レイヤの表面電位は以下の通りである。

・電極Y_ASでV_{W_AS}であり、正の電荷Q_{W_AS}に対応する
・電極Y_Sで-V_{W_S}であり、負の電荷-Q_{W_S}に対応する
・電極X_AでV_{W_X}であり、正の電荷Q_{W_X}に対応する
放電が終了し、全ての電流が０又は実質的に０になると、セルのガスの電圧は０つまりV_-gas=0である。

従って、Y_ASとX_Aが相互に交差するセルの左側では、以下のようになる。

(0+V_{W_AS})-(0+V_{W_X})=0
それ故に、Y_SとX_Aが相互に交差するセルの右側では、以下のようになる。

(V_S-V_{W_S})-(0+V_{W_X})=0
これは、図５Ｂの点線として描かれた等位の曲線と等しく、電位V_EQに対応する。

従って、V_EQ=0+V_{W_AS}、V_EQ=V_S-V_{W_S}、V_EQ=0+V_{W_X}であり、その等式はV_{W_AS}=V_{W_X}=V_{W_S}=V_S/2を満たす。

従って、V_EQ=V_S/2である。

前記の解の完全な実証は、当業者の権限内である。各パネルの誘電レイヤの電気容量と、ガスの電気容量と、特に放電中の電荷保存則とを考慮すると、Q_{W_AS}+Q_{W_X}-Q_{W_S}=0である。

更に、τ_Qが電荷の均衡点に到達するために必要な期間として定められ、その期間はトリガーパルスの始まりから測定される。前述の通り、この均衡点は、共面電極の電流I_YSとI_YASの値が放電中に得られるピーク値の1%より低いレベルに下がる時として定められる。均衡点の再構成の前記時間間隔τ_Qは、ディスプレイのセルの形状と、セルの境界になる物質の物理化学的特性と、放電ガスの物理化学的特性に特に依存する。

所定の値の維持パルス電圧V_Sの場合に、共面電極間の広間隔の放電の展開は、マトリクス間隔と、共面電極及び当てはまる場合にはアドレス電極を覆う誘電レイヤの電気容量とに大いに依存する。共面電極Y_AS、Y_Sを覆う誘電体の電気容量は、放電の終わりに大きい蓄電電荷（蓄電効果）を得るために高いことが好ましい。このことは、一方でマトリクス放電の開始を促進し、他方で十分なエネルギーの陽光柱を確保する。マトリクス放電の継続とその陽極への結合ができるだけ迅速に生じることを可能にするために、アドレス電極X_Aを覆う誘電体の電気容量は、逆に相当に低いことが好ましい。

陰極Y_ASの誘電レイヤに蓄電された容量エネルギーに関して、マトリクス放電と共面放電の２つの放電が次に競い合う。より低い発光効率を示すマトリクス放電より共面放電を選ぶために、移動電荷の比率Q_C/Q_Mを最大化するように設計された状況のもとで動作することが好ましい。この比率の高い値を達成する１つの手段は、誘電レイヤの厚さ、その電気誘電率、又は電極の形状をそれ自体既知の方法で適合又は調整することである。

以下にわかるように、トリガーフェーズは、放電の効率の点と同様に安定性の点で、放電のその後の展開に重要である。
１．放電の開始と継続は、放電セルの構成又はディスプレイの領域に大いに依存する。
２．安定的な広間隔の放電を達成することは、維持信号とトリガー信号の形状と同期に非常に敏感であることもまた観察された。

本発明は、本質的に前記の２のポイントに関するものであり、特に維持パルスの水平域V_Sの始まりと終わりのタイミングに関してトリガーパルスの始まりと終わりのタイミングである継続時間τ_Mに関するものである。

本発明の第１の実施例によると、維持の水平域の電圧V_Sの値は、トリガーパルスがアドレス電極に適用されたときのみ共面放電が可能であるように、最小の共面維持電圧V_S-minより下で選ばれる。本発明によると、以下のことが必要とされる。
１．トリガーパルスの持続時間τ_Mの決定
ａ．トリガーパルスは、パネル間でのマトリクスのブレークダウン（breakdown）と共面電極間の共面放電の開始を可能にするほど十分な長さの持続時間であるべきである。0.6×10⁵Paの圧力で4%のXeを含むガス混合の最小の持続時間が100nsであることが観察された。従って、好ましくはτ_M＞100nsである。一般的に、他の放電ガスの構成と圧力の条件では、トリガーパルスの持続時間τ_Mは、共面放電開始時間τ_Cより長くなるべきである。τ_CはT_C-T_Mに対応し、T_Mはトリガーパルスの開始時であり（第１又は第２の放電が検討されているかに応じて図４ＡのT_M1又はT_M2になる）、T_Cは図５を参照して既に定められているが、それはトリガー電極I_XAを流れる電流が０になる時である。従って、時間T_Cは、赤外線の放電発光が共面陰極を共面陽極に接続した時間に対応する。

ｂ．トリガーパルスは、トリガーパルスの終わりの後の次の維持パルスの前に、トリガー電極を覆う誘電レイヤの領域に正の電荷の十分な再生成を可能にするほど十分に早く終わるべきである（以下のポイント２を参照）。“十分な再生成”とは、正の電荷に関連する電位が前記次の維持パルスの間にトリガーパルスの電位に加えられる時に、完全な放電が生成されることを可能にする蓄電された正の電荷のレベルを意味する。前記蓄電された電荷は、電荷の大量の排出によって得られ、それ故にその電荷の体積密度が十分に高いことが重要になる。十分な密度を達成するために、特に前述のガスの構成と圧力の条件について、トリガーパルスがその同じパルスの開始後の1ms未満で終わるべきであることが実験で観察されている。
２．維持パルスの水平域の始まりとトリガーパルスの始まりの間の時間間隔として前記に規定した遅延時間値τ_Rを用いて、維持パルスに関するトリガーパルスの位置の決定
ａ．トリガーパルスは、早くとも維持パルスの水平域の始まり、すなわち前記パルスの立ち上がり時間の終わりより早くない時に開始されるべきである。従って、0≦τ_R≦τ_Pである。

ｂ．トリガーパルスは、維持パルスの水平域の終わり、すなわち前記パルスの立下り時間の始まりより遅くない時に終了されるべきである。従って、τ_M≦τ_Pかつτ_R≦τ_P-τ_Mである。前述の１．ｂで既に示したとおり、トリガーパルスは、トリガーパルスの終わりの後の維持パルスの水平域の終わりの前に、トリガー電極を覆う誘電体に蓄電された正の電荷の十分な再生成を可能にするほど十分に早く終わるべきである。特に前述のガスの構成と圧力の条件のもとで、前記再生成に必要な空間の電荷の排出時間が約1μsであることが実験的に定められた。従って、τ_Ｐ≧1.2μs、すなわち実際には維持の期間τ_S≧2.4μs又は400kHzより低い維持の周波数（一般的に実際に真実である）の場合、前記条件は、τ_M≦τ_P-1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_Mとして表される。

維持の水平域の持続時間τ_Pが1.2μs未満である場合、すなわち維持の周波数が400kHzより大きい場合、次の維持パルスの間の完全な放電を生成するために誘電レイヤに再生成される蓄電電荷は、前記のものより低い周波数で再生成される蓄電電荷より小さくなるように、放電量における多数の電荷の存在がブレークダウン電圧を減少させ、前記減少した蓄電電荷は、トリガー放電の誘導の属性を変えない。この高周波数領域において、蓄電された電荷の再生成のための最小時間は、前述の1μsの値より小さく減らすことができるが、特に前述のガスの構成と圧力の条件のもとでは以下のことが配慮されるべきである。
−トリガーパルスの持続時間τ_Mは200ns以下であり、100nsより大きくなるべきである（前記のポイント１．ａを参照）。
−遅延時間τ_Rはほぼ０であり（τR≒0）、すなわち100ns未満であるべきである。

トリガーパルスの実施のための一般的なタイミング条件は、以下の式にまとめることができる。
− τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
− 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
− τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200nsかつτ_R≒100ns
前記のタイミング条件により、放電の強度と発光効率の双方を有意に改善することができ、それと同時にディスプレイを駆動する際の放電の安定性を確保することができる。τ_Mのピーク値τ_M-maxに関する前記の条件が図１０に示されている。維持パルスの周波数が何であっても、トリガーパルスの持続時間τ_Mが1μs未満であることがわかる。

トリガーパルスの持続時間τ_Mは、トリガーパルスが始まる時T_Mと共面放電が終わる時T_Tとの間の時間間隔として前述の通り定められた放電の全持続時間τ_T以上になり得る。

好ましくは、放電の放出強度と効率を最適化するために、それに対して、放電の発光がそのピークに到達する時T_I-maxの前にそれが終了するように、すなわちトリガーパルスが開始する時T_Mと前記に定められた時T_I-maxとの間の時間間隔としてτ_I-maxが定められる場合にτ_M＜τ_I-maxであるように、トリガーパルスの持続時間τ_Mが選ばれる。

本発明の第２の実施例によると、維持の水平域の電圧V_Sの値は、アドレス電極にトリガーパルスが存在しなくても共面放電が自発的に起動するように、最小の共面維持電圧V_S-min以上で選ばれる。本発明によると、次にトリガー放電が、共面放電を早発に起動するために有利に用いられる。当然ながら、維持パルスの水平域の始まりとトリガーパルスの始まりとの間の遅延時間τ_Rを前述と同じ比率で変更することは、もはや不可能である。パルスの持続時間に関する最適の条件は、第１の実施例と同じである。トリガーパルスの始まりの最適な時を定めるために、共面放電の開始の持続時間τ_C（τ_Cは前述の通りT_C-T_Mに対応する）の最適値を最終的に定める参照として、トリガー電極の電流I_XAが０になる時T_Cが検討される。

本発明によると、パルスの始まりは、パルスが前記に定められた放電の共面の継続時T_C（I_XAが０になる時）の前の約100nsに始まるように選ばれる。一般的には、トリガーパルスの開始時間を制御する持続時間τ_Cは、50ns≦τ_C≦150nsであるように選ばれる。このようにトリガーパルスの始まりを定めることにより、維持共面放電を引き起こすものがまさにトリガー放電であり、それが追加のトリガーパルスなしでは自発的に開始されないことが確保される。このように前述のトリガーパルスによって共面放電が早発に起動されると、放電の発光効率と安定性が改善される。

V_S≧V_S-minである場合のトリガーパルスの実施の一般的なタイミング条件は、以下の式にまとめることができる。
50ns≦τ_C≦150nsかつ第１の実施例において、
− τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μs
− 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μs
− τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200ns
第１と第２の実施例の双方において、維持パルスに関するトリガーパルスの持続時間と位置に関する本発明による一般的な条件は、特に以下の利点を提供する。
１．安定的な放電がディスプレイで得られることを可能にする放電の起動と展開のより良い制御
２．光度の増加若しくは電流の減少、又は光度の増加と電流の減少による発光効率のより良い最適化
一般的には、アドレス電極に適用されるパルスにより以下のことが可能になる。
１．トリガーパルスのない領域に関するセルの領域の再分配。従って、好ましくは、開始フェーズの後に、より弱い領域のもとでの共面放電の進展は、放電電流の減少とキセノンの励起の増加を生じる。
２．共面電極に適用される維持電位の減少。

ポイント１と２から見て、特にアドレス電極の電流I_XAが十分に低いレベルに留まる場合に、放電効率が増加し得る。

本発明の説明の残りの部分は、0.6×10⁵Paの圧力で4%のXe/Ne混合で充填され、共面電極が150kHzの周波数で維持パルスを交互に供給する維持の生成器で供給される前述のようなプラズマディスプレイを用いて得られた結果を提示する。放電の光学的電気的特性が維持パルスに関するトリガーパルスの振幅と幅と位置の関数として分析される。ここで、維持の水平域の電圧V_Sは、トリガーパルスなしで共面放電が得られることを可能にする最小維持電圧V_S-minより低く選ばれる。

従って、τ_S/2=333nsであり、τ_Pが2μsより大きい場合、前記に示された一般的な条件は100ns≦τ_M≦1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_Mになる。

τ_M=250nsである場合（図４Ａ参照）、τ_Rはτ_R≦2μsのようになる。

図６Ａは、３つの変形形態のトリガー信号を備えた図４Ａの維持パルス信号の始めの半分を示したものである。
−S_{M_O}は、維持パルスの水平域V_Sの間の時間T_{M_O}に起動された、持続時間τ_{M_O}のいわゆる最適化信号に対応する。
−S_{M_L}は、維持パルスの電圧立ち上がりの間の時間T_{M_L}に起動された、持続時間τ_{M_L}の信号（“左”を示す）に対応する。
−S_{M_R}は、維持パルスの水平域V_Sの間の時間T_{M_R}=T_{M_O}に起動された、τ_{M_O}より長い持続時間τ_{M_R}の信号（“右”を示す）に対応する。
前記全ての信号は、同じ電圧の振幅V_Mを備える。

図６Ｂは、３つの変形形態のトリガー信号S_{M_O}とS_{M_L}とS_{M_R}で得られた放電の電極Y_S上の対応する電流の強度I_{M_O}とI_{M_L}とI_{M_R}をそれぞれ示したものである。図６Ｃは、３つの変形形態のトリガー信号S_{M_O}とS_{M_L}とS_{M_R}で得られた854nmの波長の対応するキセノンの光度E_{M_O}とE_{M_L}とE_{M_R}をそれぞれ示したものである。854nmでのキセノンの強度は、一般的に放電の光量強度の代表値と考えられる。

比較のために、電流の強度I₀と光度E₀が図６Ｂと６Ｃに加えられており、その値は、トリガーパルスがなく、必然的に維持パルスがマトリクス起動を得るほど十分に高く、ここでは前述の通りV_S-minである従来の場合において得られたものを表す。

最適化パルスS_{M_O}は、トリガーパルスのなしに振幅V_S-minの維持パルスで得られたI₀より低い放電電流のためにピークのキセノン放出を導く位置と幅を有することがわかる。この最適化の場合に、ピーク電流に到達した前であっても（図６ＡのS_{M_O}と図６ＢのI_{M_O}を比較する）、トリガーパルスは維持パルスの立ち上がりの終わりに始まり、共面放電の開始の後に終了する（T＞T_C）。前記パルスは、マトリクス放電の起動と、トリガーパルスなしに振幅V_S-minの維持パルスを備えたものより弱い領域のもとでの共面放電の進展に有利な、放電領域の電場の分配を導き、その結果、より強い発光を生じ、結果としてより高い放電の発光と効率を生じる。トリガーパルスの終わりの蓄電された電荷の再生成時間が1μsより長いため、放電が更に安定的にもなる。

“左”の信号S_{M_L}を適用すると、トリガーパルスは維持パルスの立ち上がり中に始まり、前記パルスは最適化信号S_{M_O}と同じ時間に終わる。共面放電がもはや展開せず、又は非常に不安定になることがわかる。実際に、マトリクス放電の際に、２つの共面電極間の電位差は、維持の水平域V_Sにまだ到達していないため、共面放電を正確に起動するのに十分ではない。このことにより、放電を不安定にし、ディスプレイの問題のある動作を生じる。この“左”の信号S_{M_L}の場合、共面放電は、前記の最適化パルスの場合に関して電流I_{M_L}（図６Ｂ）とキセノン放出E_{M_L}（図６Ｂ）の有意な減少を導くマトリクス放電に関して不利になる。従って、安定的な放電動作のため、制御パルスが早くとも前述の一般的な条件に示したように維持パルスの立ち上がりの終わりの後に開始すべきである。

“右”の信号S_{M_R}を適用すると、トリガーパルスは最適化信号S_{M_O}と同じ時に始まるが、前記パルスは放電の終わりの後（時間T_Tの後）に終わる。従って、前記パルスの持続時間τ_{M_R}はτ_{M_O}より長いが、前述の一般的な条件に示したように1msより小さい。前記の条件のもとで、得られた放電特性は、最適化された場合のものと非常に少ない差を備え、満足できるものであることが図６Ｂと６Ｃからわかる。それにもかかわらず、このように動作の最適なポイントから離れると、10%程度のことがある効率のわずかな減少がみられる。

１つの変形形態によると、トリガーパルスは、図７に示す通り、アドレス電極の電位を一定に保ち、維持パルスに維持の対の各電極に対して反対の極性の相補パルスを重ねることで得られることができる。

前述の通り、広間隔の放電の安定性は、トリガー信号の形状と同期に非常に敏感である。

この安定性も、維持信号に依存する。例えば、狭間隔の放電で用いられる従来の維持信号は、自ら消去する放電の生成のため、広間隔の放電の場合に適用できない。前記自ら消去する放電は、共面放電の進展の抑制（換言すると展開する共面放電の失敗）を導き、それは以下の時に現れる。
１．多層の信号を適用する際に、２つのパルス間の維持信号の０のレベルの水平域の間。
２．一方がY_ASとX_Sであり、他方がY_SとX_Aである電極間で、放電の起動が同時に生じた時。これは、共面電極が大きい表面領域を有する場合、換言すると、前面に大きい電気容量を有する場合になり得る。この場合、Y_ASとX_Aの間の開始に加えて、非常に多くの蓄電された電荷が陰極としての電極X_AでY_SとX_Aとの間の開始を導く。

自ら消去する放電の生成を回避するため、及び／又は共面放電を強化するため、本発明によると、維持パルスの最大の水平域の間において、特に0Vでの中間の水平域のレベルを回避することが好ましい。図８Ａは、最大の水平域の間に中間の水平域のない維持信号の従来の例について記載している。対応するトリガー信号が図８Ｂに示されている。

放電の光度と放電電流と効率が、共面電極に適用された電位V_Sの以下の２つの値について最適化された持続時間τ_Mのトリガーパルスの振幅V_Mの関数として、図９Ａと９Ｂと９Ｃに示されている。
i．V_S=V_{S_min}+5V
ii．V_S=V_{S_min}-10V
V_S≒V_{S_min}かつV_M=0で得られた値に関して正規化された形式で結果が提示されている。

V_S＜V_{S_min}で動作することにより、発光効率が更に有意に増加し得ることが実験的に観察された（図９Ｃ）。例えば、前記に提示した動作条件のもとで、V_S=225Vでの2lm/Wの発光効率が、V_S=200VかつマトリクスパルスV_M=100Vで3lm/Wまで増加した。

トリガーパルスの振幅がV_Sに依存する特定の値まで増加すると、光度（図９Ａ）と効率（図９Ｃ）が増加する。共面電位V_Sの減少は、より大きい振幅のトリガーパルスを必要とする。

より高いV_Mの場合、効率は落ちる。低い効率のマトリクス放電が共面放電に影響し始める。

本発明が適用されるプラズマディスプレイの放電領域を示したものである。 本発明が適用されるプラズマディスプレイの放電領域を示したものである。 本発明の１つの実施例のディスプレイの電極に適用される電圧信号のタイミング図を示したものである。 図４Ａは、本発明の１つの実施例により、放電領域の共面電極間に適用される維持電圧パルスV_Sと、前記電極のうちの１つと前記領域を交差するアドレス電極との間に適用されるトリガーパルスとを示したものである。図４Ｂは、任意のユニット（a.u.）の共面電極間に流れる放電電流を示したものである。 トリガーパルスの開始から始まり、維持パルスの間に放電領域において多様な電極によって引き出される電流を示したものである。 トリガーパルスの終了後であるが、同じ維持パルスの間に、図５Ａの放電領域で多様な電極を覆う誘電レイヤ領域上の電荷の状態を示したものである。 図６Ａは、図４Ａと同じ提示モードにおける３つの形式のトリガーパルスを示したものである。図６Ｂは、それぞれの形式のトリガーパルスで得られた放電電流を示したものである。図６Ｃは、それぞれの形式のトリガーパルスで得られた光度を示したものである。 トリガーパルスを得るための維持フェーズに関する図３のタイミング図の変形形態を示したものである。 図８Ａは、本発明の好ましい実施例による中間の電圧の水平域のない維持信号を示したものである。図８Ｂは、図８Ａに対応するトリガー信号を示したものである。 １つは自発的な維持閾値より小さい10Vであり、他方はそれより大きい5Vの２つの電位値V_S-minの維持パルスについて、トリガーパルス振幅V_Mの関数として光度を示したものである。 １つは自発的な維持閾値より小さい10Vであり、他方はそれより大きい5Vの２つの電位値V_S-minの維持パルスについて、トリガーパルス振幅V_Mの関数として電流を示したものである。電流は、V_S=V_S-minの維持パルスでトリガーパルスがない時に得られた光度と電流と発光効率に対して正規化されている。 １つは自発的な維持閾値より小さい10Vであり、他方はそれより大きい5Vの２つの電位値V_S-minの維持パルスについて、トリガーパルス振幅V_Mの関数として発光効率を示したものである。発光効率は、V_S=V_S-minの維持パルスでトリガーパルスがない時に得られた光度と電流と発光効率に対して正規化されている。 維持パルスの持続時間τ_Pの関数としてトリガーパルスの最大持続時間τ_M-maxを示したものである。

符号の説明

Y_S 維持電極
Y_AS 維持電極
X_A アドレス電極

Claims (10)

1. 画像を表示するプラズマディスプレイを駆動する方法であって、
   維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、
   一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域とを有し、
   前記領域の役目を果たす各一対の電極間でのほぼ一定の維持電圧パルスV_Sの適用と、
   トリガー電極（X_A）と前記領域の役目を果たす各一対の電極のうちの一方及び／又は他方との間でのトリガー電圧パルスV_Mの適用と
   からなる放電領域の維持フェーズをそれぞれ有する画像フレーム／サブフレームの連続からなり、
   維持電圧V_Sは、値V_S-min以上であり、その値から及びその値を超えて、維持放電が維持フェーズの間にトリガーパルスなしにディスプレイで得られることができ、
   電圧V_Mは、前記一対の電極間でプラズマ放電を起動するように設計され、
   各トリガーパルスの持続時間τ_Mは1μs未満であり、トリガーパルスの開始とトリガー電極（X_A）の放電電流が０になる時との間の時間間隔がτ_Cで表される場合、50ns≦τ_C≦150nsであることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の駆動方法であって、
   維持パルスの電圧の水平域V_Sの持続時間がτ_Pで表される場合に、
   − τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μs
   − 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μs
   − τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200ns
   であることを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の駆動方法であって、
   維持フェーズの間の２つの連続した維持パルスの間に電圧の水平域が存在しないことを特徴とする方法。
4. 画像を表示するプラズマディスプレイを駆動する方法であって、
   維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、
   一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域とを有し、
   前記領域の役目を果たす各一対の電極間でのほぼ一定の維持電圧パルスV_Sの適用と、
   トリガー電極（X_A）と前記領域の役目を果たす各一対の電極のうちの一方及び／又は他方との間でのトリガー電圧パルスV_Mの適用と
   からなる放電領域の維持フェーズをそれぞれ有する画像フレーム／サブフレームの連続からなり、
   維持電圧V_Sは、値V_S-min未満であり、その値から及びその値を超えて、維持放電が維持フェーズの間にトリガーパルスなしにディスプレイで得られることができ、
   電圧V_Mは、前記一対の電極間でプラズマ放電を起動するように設計され、
   各トリガーパルスが維持パルスの間に適用され、各トリガーパルスの持続時間τ_Mが1μs未満であることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の駆動方法であって、
   維持パルスの持続時間がτ_Pで表され、維持パルスの水平域の開始と対応するトリガーパルスの開始との間の時間間隔がτ_Rで表される場合、
   − τ_P≧2μsの場合、100ns≦τ_M≦1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
   − 1.2μs≦τ_P≦2μsの場合、100ns≦τ_M≦τ_P-1μsかつτ_R≦τ_P-1μs-τ_M
   − τ_P＜1.2μsの場合、100ns≦τ_M≦200nsかつτ_R＜100ns
   であることを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の駆動方法であって、
   トリガーパルスの開始の時T_Mと、前記トリガーパルスにより起動された維持放電のピークの発光の時T_I-maxとの間の時間間隔がτ_I-maxで表される場合、τ_M＜τ_I-maxであることを特徴とする方法。
7. 請求項４ないし６のうちのいずれか１項に記載の駆動方法であって、
   維持フェーズの間の２つの連続した維持パルスの間に電圧の水平域が存在しないことを特徴とする方法。
8. 画像を表示する装置であって、
   −維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域とを有するプラズマディスプレイと、
   −請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の駆動方法を実施する手段と
   を有する装置。
9. 画像を表示する装置であって、
   −維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域とを有するプラズマディスプレイと、
   −請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の駆動方法を実施する手段と
   を有し、
   各領域内の同じ対の維持電極（Y_S、Y_AS）を離す距離が、その同じ領域内の前記対の一方及び／又は他方の電極からトリガー電極（X_A）を離す距離より大きいことを特徴とする装置。
10. 画像を表示する装置であって、
    −維持電極列及び少なくとも１つのトリガー電極列と、一対の維持電極（Y_S、Y_AS）と少なくとも１つのトリガー電極（X_A）でそれぞれ交差した放電領域とを有するプラズマディスプレイと、
    −請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の駆動方法を実施する手段と
    を有し、
    前記放電領域が、トリガー列からの何らかの２つの隣接したトリガー電極がバリアリブ（barrier rib）で分離されるように配置されたバリアリブ（barrier rib）で区切られることを特徴とする装置。

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